We consider a centralized detection problem where sensors experience noisy measurements and intermittent connectivity to a centralized fusion center. The sensors may collaborate locally within predefined sensor clusters and fuse their noisy sensor data to reach a common local estimate of the detected event in each cluster. The connectivity of each sensor cluster is intermittent and depends on the available communication opportunities of the sensors to the fusion center. Upon receiving the estimates from all the connected sensor clusters the fusion center fuses the received estimates to make a final determination regarding the occurrence of the event across the deployment area. We refer to this hybrid communication scheme as a cloud-cluster architecture. We propose a method for optimizing the decision rule for each cluster and analyzing the expected detection performance resulting from our hybrid scheme. Our method is tractable and addresses the high computational complexity caused by heterogeneous sensors' and clusters' detection quality, heterogeneity in their communication opportunities, and non-convexity of the loss function. Our analysis shows that clustering the sensors provides resilience to noise in the case of low sensor communication probability with the cloud. For larger clusters, a steep improvement in detection performance is possible even for a low communication probability by using our cloud-cluster architecture.


翻译:我们认为,如果传感器在中央聚变中心发生噪音测量和间歇性连接,就会出现集中检测问题。传感器可以在预先定义的传感器集群内进行当地协作,并结合其噪音感应数据,以达到对每个聚变中心所发现事件的共同局部估计。每个传感器集群的连接是间歇的,取决于传感器与聚变中心的通信机会。收到所有连接的传感器集群的估计数后,聚变中心就会将收到的估计数结合到一起,以便最终确定在整个部署区发生的事件。我们把这一混合通信计划称为云团集结构。我们建议了优化每个聚变集的决策规则和分析我们混合计划产生的预期探测性能的方法。我们的方法是可牵动的,并解决因不同传感器和聚集的检测质量、其通信机会的异性以及损失功能的非混杂性而造成的高计算复杂性。我们的分析表明,在使用云团结构进行低传感器通信概率的情况下,传感器的组合对噪音具有抵抗力。对于更大的聚变群体而言,探测性能的迅速改进是可能的,即使是使用云团团结构的低通信概率。

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